UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FILIAL LIMAMUROS DE COINTENCION EN VOLADIZO Y CON CONTRAFUERTESDOCENTE: DR. ING. ANDRS CSAR PANTOJA MARN2013CURSO DE CIMENTACIONES MUROS DE CONTENCION Es una estructura que proporciona soporte lateral a un relleno de suelo, degranos u otro tipo de material e incluso puede soportar cargas verticalesadicionales.La estabilidad de este tipo de estructuras se garantiza a partir de su pesopropioyal rellenodel material quesetieneencimadelacimentacin(zapata posterior).El diseo de un muro de contencin en voladizo se realizara con el criterioa la rotura, por lo que el marco conceptual queda comprendido dentro dela teora de flexin y corte para una losa. Esto implica que el diseo delmuro y cimentacin a la flexin y corte las realizaremos llevando a valoresltimos la carga permanente, viva y de sismo y considerando la capacidadmxima resistente de los materiales fc y fy.Tipos de falla en muros de contencin1) Por deslizamiento horizontal del muro.-Este tipo de falla se presentara si:FH actuante > FH resistenteDonde: FHact = EH = 1/2 ka s hT ^ 2FHrest = f N+ C = f W+ C2) Por volteo alrededor del borde exterior delazapataanterior.- Estetipodefallasepresentara si:M actuante > M resistenteDonde: Mact=EH hT/3 = 1/6 ka s hT ^ 3Mres=Pzap x1 + Pm x2 + Prell x33) Por presionesexcesivasenel terreno.-Este tipo de falla se presentara si:q1 =PT +6 PT e= mx> n B B^2Siempre que: e B/6 se tendra compresinen toda la zapata.MUROS DE CONTENCION EN VOLADIZO4) Por fallageneralizadadel suelo.- Sepresentara si:Expresiones para determinar las presiones debido al sueloEmpuje Activo:Pa = presin debido al empuje activoKa = coeficiente de empuje activos = peso especifico del suelo derellenoy = profundidad a partir delextremosuperior = ngulo de friccin interna=ngulodeinclinacindel taludde relleno.Luego, la presin a una profundidad y estar dado por:Pay = ka s yEl empuje a una profundidad y, estar dado por:Eay = Pay y = kay s y^2Donde, ka si el talud es inclinado, estar dado por:Si el talud horizontal: ( = 0)Empuje pasivoLa presin a una profundidad y:Ppy = kp s yEl empuje a una profundidad y, estar dado por:Epy = Ppy y = kp s y^2Donde:Talud horizontal: ( = 0)Consideraciones con respecto al suelo de cimentacin No se permite esfuerzos de traccin en la superficie de contacto. La presin mxima no puede exceder elesfuerzo de trabajo delsuelo decimentacin (n o t), que se obtiene a partir de un estudio de suelos. Para evitar la inclinacin del muro de contencin por asentamientosdiferenciales de la cimentacin, es necesario que la resultante de laspresiones este ubicada en el ncleo central de inercia de la cimentacin. Siesta se cimienta en roca la resultante de presiones puede estar fuera deltercio central, hasta un mximo de del ancho de la cimentacin, medidadesde uno de sus extremos.Clases de terreno de cimentacin y constantes de diseoDimensionamiento de un muro bsicoEstabilidad al deslizamientoEl dimensionamiento se realizara a partir de un muro bsico(paraleleppedo rectangular), que soportara el suelo de relleno.Pm = peso promedio = m B1 hFHact = ka h2FHrest =f W = f mB1 hLuego:FHrest FSD =1.50 minFhactReemplazando se obtiene:Estabilidad al volteoMact = 1/6 ka h3Mrest = mB1 h (B2 +B1/2)Luego:Mrest FSV =1.75 minMactReemplazando se obtiene:Consideraciones para el dimensionamiento y diseo de muros de contencinMuros de gravedadco ciclpeoSe dimensiona el ancho de la zapata (B1,B2),con las ecuaciones I y II, con m = 2.1 t/m3.Recomendable para alturas inferiores a 3 mts.Muros de contencion en voladizoa) Talud horizontalSe dimensiona el ancho de la zapata (B1,B2),con las ecuaciones I y II, con m = 2 t/m3.Recomendable para alturas inferiores a 6 mts.co armadob) Talud horizontal con sobre cargaEl dimensionamientoserealizadeformasimilar alcaso anterior, Ecs I y II.Evaluacin de presiones:La sobrecarga se analiza de forma equivalente a unsuelo, es decir:s/c = s/c (1)(1) = s/c he = s/c (1) = s/cs sLuego la presin en la seccin 1-1:P1-1 = ka s he, donde: he =s/csP1-1 = ka s/c (1)La presin en la seccin 2-2:P2-2 = ka s heT, donde: heT = h + he = h + s/csP2-2 = ka s(h + s/c ) = ka s h + ka s/c (2)s1____12____2b) Talud inclinadoEn este caso se tendr:he = s heT = h +he = h + sB1 ..(1)B1 1Reemplazando en la Ecs I:B1 FSD ka s = .(2)hT 2f mB1 B1 h + s B1h+sB1B1(1- s ) h B1 .. (3)h (1-s )d) Considerando distintos tipos de suelos de rellenoExpresando la s/c como un suelo:s/c = s/c (1)(1)Reemplazando la sobre carga de forma equivalente as1 (expresndola de manera equivalente):he = s/c (1) = s/cs1 s1Luego la presin en la seccin 1-1:P1-1 = ka1 s1 he = ka1 s1 s/c = ka1 s/cs1Lapresinenlaseccin2-2(expresandolas/cdeforma equivalente a s1), se tiene:P2-2 = ka1 s1 heT = ka1 s1 ( h1 + s/c (1)) =s1= ka1 s1 h1 + ka1 s/cLa presin en la seccin 3-3 (expresando la s/c y s1de forma equivalente a s2), se tiene:P3-3 = ka2 s2 heT = ka2 s2 ( h2 +s1 h1+s/c(1))s2 s2= ka2 s2 ( h2 +s1 h1+s/c )s2 s2= ka2 s2h2 + ka2 s1 h1+ka2 s/c1____12____23____3Influencia del nivel freaticoEl peso especifico del suelo: s = s maDonde:s = peso especifico del suelo con aguas = peso especifico del suelo sin aguaa = peso especifico del aguam= Coeficiente que se obtiene de un estudio demecnicadesuelosdependedel ndicedevacosdel sueloDimensionamiento de la pantallaSe puede realizar utilizando el criterio a la flexin, es decir:Muactuante = Muresistente .(1)Donde:Muact = 1.7 * 1/6 ka s hp^3.(2)Mures = fc b d^2 w (w-0.59w) . (3)Siendo: =0.90, b=100 cm, fc=175 kcm2, fy = 4200 kg/cm^2 = 0.4%w= 0.096Reemplazamos (2) y (3) en (1): d t2 = d + r + acero/2 = d + 5 cmDimensionamiento de la altura de zapataSe puede estimar incrementando 5 cms a t2, es decir:hz = t2 + 5 cmRefuerzo transversalSegun el ACI 83: = 2.5 %oSin embargo, puede colocarse: = 2.0 %o si se utiliza5/8 yfy 4200 kg/cm^2Si t 25 cm el refuerzo se colocara en una sola capaSi t >25 cm el refuerzo se colocara en dos capasSi t >25 cm AsH - As montaje As montajeAs montaje As montajeDiseo de la zapataa) Zapata AnteriorLuego:Mmax = q1 L1^2/2a) Zapata posteriorEl momento de diseo se obtendra buscando el efecto masdesfavorable, segun lo mostrado en la figura:Diseo de la pantallaParaunaseccionsometidaaflexion, el momentoresistenteestadadopor:Mur = As fy (d a/2)Donde: As 0.85 fc ab = As fyAs = 0.85 fc abfyMur = As fy (d d/10) = 0.9 As fy dAplicando(1), adosseccionescontiguasdelapantalla(1-1y 2-2), setiene:Mur1 = 0.9 As1 fy d1Mur2 = 0.9 As2 fy d2Luego:Mur2 = As2d2 Mur1, si: As1 = As2, entonces:As1d1Mur2 = d2 Mur1 Que implica que el momento resistente en lad1 pantalla varia linealmente:Luego: